太陽光発電の原理は、半導体界面の光起電力効果を利用して、光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する技術です。この技術の重要なコンポーネントは太陽電池です。太陽電池セルを直列にパッケージして保護して大面積の太陽電池モジュールを形成し、パワーコントローラなどと組み合わせて太陽光発電装置を形成する。この全体のプロセスを太陽光発電システムと呼びます。太陽光発電システムは、太陽電池アレイ、電池パック、充放電コントローラ、太陽光発電インバータ、結合箱などで構成されます。
太陽光発電システムになぜインバータを使うのですか？
インバーターは直流を交流に変換する装置です。太陽電池は太陽光で直流電力を生成し、バッテリーに蓄えられる直流電力も直流電力です。しかし、直流電源システムには大きな限界があります。日常生活で使用される蛍光灯、テレビ、冷蔵庫、扇風機などの交流負荷は、直流電源では動作しません。太陽光発電を私たちの生活に広く普及させるためには、直流を交流に変換するインバーターが不可欠です。
太陽光発電の重要な部分として、太陽光インバーターは主に太陽光発電モジュールによって生成された直流を交流に変換するために使用されます。インバーターはDC-AC変換機能だけでなく、太陽電池の性能を最大限に引き出す機能や系統故障保護機能も備えています。太陽光発電の自動運転・停止機能と最大電力追従制御機能について簡単に紹介します。
1. 最大電力追従制御機能
太陽電池モジュールの出力は、日射の強さや太陽電池モジュール自体の温度（チップ温度）によって変化します。また、太陽電池モジュールには電流が増加すると電圧が低下する特性があるため、最大の電力が得られる最適な動作点が存在します。太陽放射の強度は変化しており、明らかに最適な作業点も変化しています。これらの変化に対して、太陽電池モジュールの動作点は常に最大電力点にあり、システムは常に太陽電池モジュールから最大出力を得る。この制御は最大電力追従制御です。太陽光発電システム用インバータの最大の特徴は、最大電力点追従（MPPT）機能を搭載していることです。
2. 自動運転・停止機能
朝、日の出を過ぎると徐々に日射量が増し、太陽電池の出力も増加します。インバータが必要とする出力電力に達すると、インバータは自動的に運転を開始します。インバータは運転開始後、太陽電池モジュールの出力を常時監視します。太陽電池モジュールの出力電力がインバーターの動作に必要な出力電力より大きい限り、インバーターは動作し続けます。曇りや雨の場合でも、日没まで停止します。インバータも動作可能です。太陽電池モジュールの出力が小さくなり、インバータの出力が０に近づくと、インバータはスタンバイ状態となります。
太陽光発電は上記2つの機能に加え、単独運転防止機能（連系システムの場合）、自動電圧調整機能（連系システムの場合）、直流検知機能（連系システムの場合）を備えています。 、直流地絡検出機能（系統連系システム用）などの機能を搭載しています。太陽光発電システムにおいては、インバーターの効率が太陽電池の容量やバッテリーの容量を決める重要な要素となります。
投稿時間: 2023 年 4 月 1 日
